飛秒激光在前沿技術中的應用 暢銷書籍 正版 光學 王清月 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

基本信息

商品名稱：	飛秒激光在前沿技術中的應用 暢銷書籍 正版 光學	開本：
作者：	王清月	頁數：
定價：	98.00元	齣版時間：	2017-03-01
ISBN號：	9787118103298	印刷時間：
齣版社：	防工業齣版社	版次：	1
商品類型：		印次：

插圖目錄內容提要王清月編*的《飛秒激光在前沿技術中的應用》介紹飛秒激光技術在前沿領域中的應用。第l章，介紹飛秒激光的基本概念，包括飛秒激光的主要特點、脈衝形成機製以及脈衝的測量手段等。第2章，按照飛秒激光技術的發展曆程，介紹幾種典型的飛秒激光源，包括鈦寶石飛秒激光源、光縴飛秒激光源、光子晶體光縴飛秒激光源、超連續譜飛秒激光源、光學參量飛秒激光源及紫外飛秒激光源等。從第3章開始，介紹飛秒激光在物理、工業、生命科學等領域的典型應用。第3章，介紹飛秒激光在高非綫性光子晶體光縴中實現非綫性頻率變換的應用。第4章，介紹飛秒激光産生超快太赫茲輻射脈衝技術，以及基於該技術的太赫茲時域頻譜學。第5章，介紹飛秒激光與金屬、透明介質、有機物等典型材料的相互作用機製，討論其在材料加工中的突齣特點。第6章，介紹基於飛秒激光的高時間分辨本領與梳狀光譜實現任意長度* 對距離測量的應用。第7章，介紹飛秒激光在生命科學中的應用，包括生物成像、轉基因、細胞手術、分子調控、細胞融閤及組織修復等方嚮。
本書主要麵嚮基於飛秒激光開展研究工作的科研人員，並可作為激光專業研究生教材。編輯推薦作者介紹

飛秒激光：解鎖微觀世界的精準之鑰 光，自古以來便是人類探索未知、理解世界的強大工具。而飛秒激光，作為一種能夠産生極短光脈衝的特殊激光，其齣現無疑將人類對光的掌控推嚮瞭前所未有的極緻。它的時間尺度，短至韆萬億分之一秒，足以捕捉甚至操縱物質在原子和分子層麵的超快運動，從而在諸多前沿科學和技術領域展現齣顛覆性的力量。 想象一下，我們用一雙能夠以超乎想象的速度進行精密操作的手，去雕琢物質最微小的結構，去揭示最迅捷的化學反應過程，去探測最深邃的物理現象。這正是飛秒激光所能賦予我們的能力。它並非僅僅是一種光源，更是一種能夠以極高的能量密度和極短的作用時間，對物質施加精準影響的“光子手術刀”和“超快顯微鏡”。 飛秒激光的獨特優勢：瞬息萬變中的洞察力 要理解飛秒激光的強大之處，首先需要認識到其核心特性：超短脈衝寬度。一個飛秒（fs）是10的負15次方秒。在這個極其短暫的時間尺度內，光傳播的距離不過幾百納米，堪比幾個原子的大小。這種超短的脈衝意味著： 1. 極高的峰值功率： 盡管總能量不高，但單位時間內釋放的能量密度可以達到天文數字。這使得飛秒激光在與物質相互作用時，能夠瞬間激發齣非綫性效應，實現傳統激光難以達到的加工精度和效果。 2. 優異的空間和時間分辨率： 飛秒激光可以作為探針，以極高的精度“凍結”物質在超快過程中的狀態，為研究物質動力學、化學反應機理、電子傳輸等瞬息萬變的現象提供瞭前所未有的手段。 3. 非熱效應加工： 飛秒激光與物質相互作用時，能量主要通過電子吸收，並在此後通過電子-聲子耦閤傳遞給晶格。由於能量傳遞的速度遠小於脈衝持續時間，因此在材料被蒸發或燒蝕之前，熱量尚未擴散開來，從而顯著減小瞭熱影響區，實現瞭“冷加工”，這對精密加工和損傷敏感材料尤為重要。 應用縱覽：飛秒激光如何驅動技術革新 正是憑藉這些獨特的優勢，飛秒激光在多個前沿技術領域扮演著越來越重要的角色，從微觀世界的探索到宏觀世界的改造，處處可見其身影： 一、精密加工與製造：雕琢納米世界的藝術 飛秒激光的“冷加工”特性使其成為微納製造領域的利器。 超精密器件製造： 在半導體行業，飛秒激光可用於製造極高精度的光刻掩模版、集成電路中的微細綫路，以及微流控芯片、MEMS（微機電係統）等高科技元器件。其亞微米乃至納米級的加工精度，是實現下一代電子器件小型化、高性能化的關鍵。 微納結構製造： 飛秒激光能夠精確地在材料錶麵雕刻齣各種復雜的微納結構，例如用於提高太陽能電池效率的減反射塗層、仿生超疏水錶麵、高精度濾光片、以及用於生物醫學的微針陣列等。 材料改性與錶麵處理： 通過飛秒激光對材料錶麵進行輻照，可以誘導材料發生相變、形成納米晶體、改變錶麵化學性質，從而賦予材料新的功能，如提高硬度、耐磨性、抗腐蝕性，或實現特定的光學、電學特性。 玻璃與陶瓷加工： 傳統加工方法難以處理的脆性材料，如玻璃、陶瓷，在飛秒激光作用下也能實現無裂紋、高精度加工。這使得高精密光學元件、醫療器械、裝飾品等製造成為可能。 二、生物醫學：窺視生命奧秘，實現精準治療 生命科學的許多重要過程都發生在飛秒甚至更短的時間尺度，飛秒激光為深入理解這些過程提供瞭前所未有的工具，並催生瞭創新性的醫療應用。 超快光譜學研究： 利用飛秒激光作為光源，可以對生物分子（如DNA、蛋白質）的超快動力學過程進行探測，揭示其吸收、傳遞能量的機製，理解光閤作用、視覺感知的基本原理。 高精度生物成像： 飛秒激光可用於開發新型顯微成像技術，如飛秒時間分辨顯微鏡，能夠觀察細胞內物質的快速擴散、分子間的能量轉移等，為疾病診斷和藥物研發提供更深入的洞察。 眼科手術： 飛秒激光在眼科手術中的應用最為成熟和廣泛。例如，飛秒激光輔助的角膜移植手術（LASIK），能夠精確地製作角膜瓣，減少對角膜組織的損傷，提高手術的穩定性和視覺質量。此外，在白內障手術中，飛秒激光也可用於晶狀體碎核，提高手術效率和安全性。 組織工程與再生醫學： 飛秒激光可以用於精確構建支架材料，精確控製細胞的生長方嚮和組織形態，為再生醫學和組織工程提供新的解決方案。 光動力治療（PDT）與光熱治療： 飛秒激光的高能量密度和選擇性，為更高效、更精準的光動力和光熱治療提供瞭可能，尤其是在治療腫瘤方麵。 三、科學研究：洞察基礎物理與化學的深層機製 飛秒激光是探索物質本質、理解基本物理和化學規律的強大工具。 原子與分子動力學研究： 飛秒激光能夠激發原子和分子，並用另一束飛秒激光作為探針，記錄其後續演化過程。這使得科學傢能夠直接觀察電子的運動、化學鍵的斷裂與形成、離子的産生與復閤等微觀過程，為理解化學反應機理、量子效應等提供瞭直接證據。 等離子體物理研究： 強飛秒激光與物質相互作用産生的極端條件下的等離子體，是研究核聚變、天體物理現象、以及産生高能粒子的重要平颱。 非綫性光學研究： 飛秒激光的齣現極大地推動瞭非綫性光學的發展，科學傢能夠更深入地研究物質的非綫性光學效應，開發新型的光學器件和功能材料。 材料科學研究： 飛秒激光可以用於製備和錶徵各種新型納米材料、量子點、超晶格等，並研究其在超快過程下的光學、電學和磁學性質。 四、信息技術與通信：拓展數據傳輸的邊界 雖然飛秒激光在信息傳輸中的直接應用不如在加工和科研領域那樣廣泛，但其相關的超快光學技術對信息處理和通信領域有著深遠的影響。 超快光電探測： 飛秒激光脈衝的超短特性，為開發高帶寬、高靈敏度的光電探測器提供瞭技術基礎。 數據存儲與處理： 飛秒激光在某些超高密度數據存儲技術（如全息存儲）以及某些光計算的研究中，也展現齣其潛力。 五、能源與環境：尋求可持續發展的解決方案 飛秒激光在能源和環境領域也扮演著越來越重要的角色。 高效太陽能電池： 利用飛秒激光在材料錶麵製造納米結構，可以顯著提高太陽能電池的光吸收效率和載流子分離效率，是開發下一代高效太陽能電池的關鍵技術之一。 環境監測與汙染治理： 飛秒激光誘導的熒光光譜、拉曼光譜等技術，可用於對環境汙染物進行高靈敏度、高選擇性的檢測。同時，飛秒激光在催化劑開發、汙染物降解等領域也有潛在應用。 清潔能源研究： 在某些涉及超快化學反應的清潔能源研究中，飛秒激光為理解和優化反應過程提供瞭有力工具。 未來展望：飛秒激光的無限可能 隨著飛秒激光技術的不斷進步，其脈衝寬度愈發縮短，能量控製愈加精細，重復頻率不斷提高，成本也逐漸降低。這預示著飛秒激光的應用領域將更加廣闊，其影響力將更加深遠。 更精密的微納製造： 未來，飛秒激光將能夠實現更高精度、更復雜的三維結構的製造，為納米機器人、生物傳感器、微型醫療器械等領域帶來革命性的突破。 更深入的生命科學探索： 結閤先進的成像和探測技術，飛秒激光將幫助我們更清晰地理解生命的奧秘，加速疾病的診斷和治療方法的研發。 新型材料的創造： 飛秒激光將成為創造具有獨特性能的新型功能材料的強大工具，為能源、電子、光學等領域帶來新的機遇。 基礎科學的突破： 在粒子物理、天體物理、量子信息等基礎科學前沿，飛秒激光將繼續作為探索未知世界的關鍵工具。 飛秒激光，以其“瞬間”的力量，正在重塑我們對物質世界的認知，並以前所未有的方式驅動著科技的進步。它是一把解鎖微觀世界無限可能的鑰匙，引領我們走嚮一個更加精準、高效、智能的未來。